Системное программное обеспечение: операционная система (ОС). Назначение и функции ОС

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ – совокупность программ для обработки информации и программных документов, необходимых для эксплуатации этих программ.

Под ПРОГРАММНЫМ ОБЕСПЕЧЕНИЕМ (SOFTWARE) понимается совокупность программ, выполняемых вычислительной системой. К программному обеспечению (ПО) относится также вся область деятельности по проектированию и разработке ПО: • технология проектирования программ (например, нисходящее проектирование, структурное и объектно-ориентированное проектирование и др.); • методы тестирования программ; • методы доказательства правильности программ; • анализ качества работы программ; • документирование программ; • разработка и использование программных средств, облегчающих процесс проектирования программного обеспечения, и т.д. Программное обеспечение — неотъемлемая часть компьютерной системы. Оно является логическим продолжением технических средств. Сфера применения конкретного компьютера определяется созданным для него ПО. Сам по себе компьютер не обладает знаниями ни в одной области применения. Все эти знания сосредоточены в выполняемых на компьютерах программах. Программное обеспечение современных компьютеров включает миллионы программ — от игровых до научных.

3. ПО НАЗНАЧЕНИЮ:

ü Системное ПО (BIOS, OC, OБ, Утилиты). Управляет всеми ресурсами ЭВМ и осуществляет общую организацию процесса обработки информации.

ü Прикладное ПО (программы пользователя). Предназначено для эффективного решения задач пользователя в различных сферах деятельности.

ü Инструментальное ПО (системы программирования). Предназначено для эффективной разработки программных средств различного назначения. Облегчают процесс создания новых программ для компьютера.

СИСТЕМНОЕ ПО (BIOS, OC, OБ, Утилиты). Управляет всеми ресурсами ЭВМ и осуществляет общую организацию процесса обработки информации. Выполняющие различные вспомогательные функции, например: • управление ресурсами компьютера; • создание копий используемой информации; • проверка работоспособности устройств компьютера; • выдача справочной информации о компьютере и др. Выполняются вместе с прикладными и служат для управления ресурсами компьютера – центральным процессором, памятью, вводом-выводом. Это программы общего пользования, которые предназначены для всех пользователей компьютера. Системное ПО разрабатывается так, чтобы компьютер мог эффективно выполнять прикладные программы. Среди десятков тысяч системных программ особое место занимают операционные системы, которые обеспечивают управление ресурсами компьютера с целью их эффективного использования. Важными классами системных программ являются также программы вспомогательного назначения – утилиты (лат. – польза). Они либо расширяют и дополняют соответствующие возможности операционной системы, либо решают самостоятельные важные задачи. Некоторые разновидности утилит: программы контроля, тестирования и диагностики, для проверки правильности функционирования устройств компьютера и для обнаружения неисправностей; указывают причину и место неисправности; • программы-драйверы, которые расширяют возможности ОС по управлению устройствами ввода-вывода, оперативной памятью и т.д.; • программы-упаковщики (архиваторы), которые позволяют записывать информацию на дисках более плотно, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл; • антивирусные программы, предназначенные для предотвращения заражения компьютерными вирусами и ликвидации последствий заражения вирусами; • программы оптимизации и контроля качества дискового пространства; • программы восстановления информации, форматирования, защиты данных; • коммуникационные программы, организующие обмен информацией между компьютерами; • программы для управления памятью, обеспечивающие более гибкое использование оперативной памяти; • программы для записи CD-ROM, CD-R и многие другие. Часть утилит входит в состав операционной системы, а другая часть функционирует независимо от нее.

1. Базовая система ввода-вывода информации BIOS – набор микропрограмм, обеспечивающих начальную загрузку ПК и последующий запуск ОС. Располагается в ПЗУ. При включении ПК выполняет тестирование оборудования и поиск на доступных носителях загрузчика ОС, которому и передается управление процессом загрузки.

2. ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА — это совокупность программных средств, обеспечивающих диалог пользователя и ПК и управление ресурсами компьютера. Необходимость ОС объясняется тем, что те элементарные операции, которые обеспечивают взаимодействие и функционирование различных устройств и управление ресурсами компьютера, являются операциями очень низкого уровня. В силу этого действия, которые необходимо выполнить по заданию пользователя или при выполнении прикладных программ, состоят из нескольких сотен, а порой и тысяч таких элементарных операций. Выполнение этих операций и берет на себя ОС.

По назначению ОС быть разделены на следующие группы: 1. однопользовательские однозадачные системы — ОС, предназначенные для работы на однотерминальных (персональных) компьютерах с возможностью загрузки только одной программы. К таким операционным системам относятся MS DOS, DR DOS, PC DOS; 2. многопользовательские системы (multi-user-system) — ОС, ориентированные на работу в режиме коллективного доступа. Этот вид ОС снабжен такими функциональными возможностями, как координация обращений различных пользователей к одному и тому же массиву данных. К ним относятся: OS UNIX, Xenix, Linux; 3. многозаданные системы — ОС, способные обеспечить одновременное выполнение нескольких задач. ОС этого вида способны таким образом распределять ресурсы компьютера, чтобы обеспечить параллельную работу нескольких приложений; 4. многопользовательские многозадачные системы — универсальные ОС, способные решать задачи, связанные с координацией обращений различных пользователей или программ к одним и тем же массивам данных и обеспечивающие параллельную работу нескольких программ. К ним можно отнести Microsoft Windows.

Классификация по рабочей среде позволяет разделить все ОС на текстовые (работающие преимущественно в режиме командной строки) и графические (позволяющие выбирать и выполнять команды опосредованно — через систему меню, наборы специальных значков — пиктограмм и кнопок).

В большинстве вычислительных систем ОС являются основной, наиболее важной (а иногда единственной) частью системного ПО. С 1990-х наиболее распространёнными операционными системами являются ОС семейства Microsoft Windows и системы класса UNIX (особенно Linux).

ФУНКЦИИ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ: 1. Выполнение по запросу программ тех элементарных действий, которые являются общими для большинства программ и часто встречаются почти во всех программах (ввод и вывод данных, запуск и остановка других программ, выделение и освобождение дополнительной памяти и др.). 2. Загрузка программ в оперативную память и их выполнение. 3. Доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода). 4. Управление оперативной памятью (распределение между процессами, организация виртуальной памяти). 5. Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, оптические диски и др.). 6. Обеспечение пользовательского интерфейса. 7. Многозадачность. 8. Эффективное распределение ресурсов между процессами. 9. Разграничение доступа процессов к ресурсам. 10. Организация надёжных вычислений (невозможности одного вычислительного процесса намеренно или по ошибке повлиять на вычисления в другом процессе), основана на разграничении доступа к ресурсам. 11. Взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация. 12. Защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злонамеренных или по незнанию) или приложений. 13. Многопользовательский режим работы и разграничение прав доступа.